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    <title>本科生论文阅读笔记 | 『SC』SRIM2013</title>
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  <svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" aria-hidden="true" x="0px" y="0px" viewBox="0 0 100 100" width="15" height="15" class="icon outbound"><path fill="currentColor" d="M18.8,85.1h56l0,0c2.2,0,4-1.8,4-4v-32h-8v28h-48v-48h28v-8h-32l0,0c-2.2,0-4,1.8-4,4v56C14.8,83.3,16.6,85.1,18.8,85.1z"></path> <polygon fill="currentColor" points="45.7,48.7 51.3,54.3 77.2,28.5 77.2,37.2 85.2,37.2 85.2,14.9 62.8,14.9 62.8,22.9 71.5,22.9"></polygon></svg></a></div> <!----></nav></div></header> <div class="sidebar-mask"></div> <div class="sidebar"><nav class="nav-links"><div class="nav-item"><a href="/SC_SRIM/01.Install/" class="nav-link">🔧SRIM2013安装</a></div><div class="nav-item"><a href="/SC_SRIM/02.DocumentTranslation/" class="nav-link">🐾官方文档翻译</a></div><div class="nav-item"><a href="/SC_SRIM/03.Skills/" class="nav-link router-link-active">⚛️材料计算碎碎念</a></div><div class="nav-item"><a href="https://github.com/SCalculation" target="_blank" rel="noopener noreferrer" class="nav-link external">
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class="sidebar-link">一、软件使用的2种模式对比</a><ul class="sidebar-sub-headers"></ul></li><li><a href="/SC_SRIM/03.Skills/%E6%9C%AC%E7%A7%91%E7%94%9F%E8%AE%BA%E6%96%87%E9%98%85%E8%AF%BB%E7%AC%94%E8%AE%B0.html#二、软件的底层算法" class="sidebar-link">二、软件的底层算法</a><ul class="sidebar-sub-headers"></ul></li><li><a href="/SC_SRIM/03.Skills/%E6%9C%AC%E7%A7%91%E7%94%9F%E8%AE%BA%E6%96%87%E9%98%85%E8%AF%BB%E7%AC%94%E8%AE%B0.html#三、逆向该软件" class="sidebar-link">三、逆向该软件</a><ul class="sidebar-sub-headers"></ul></li><li><a href="/SC_SRIM/03.Skills/%E6%9C%AC%E7%A7%91%E7%94%9F%E8%AE%BA%E6%96%87%E9%98%85%E8%AF%BB%E7%AC%94%E8%AE%B0.html#四、软件使用背景" class="sidebar-link">四、软件使用背景</a><ul class="sidebar-sub-headers"></ul></li><li><a href="/SC_SRIM/03.Skills/%E6%9C%AC%E7%A7%91%E7%94%9F%E8%AE%BA%E6%96%87%E9%98%85%E8%AF%BB%E7%AC%94%E8%AE%B0.html#五、我们的实验需要获得的参数" class="sidebar-link">五、我们的实验需要获得的参数</a><ul class="sidebar-sub-headers"></ul></li><li><a href="/SC_SRIM/03.Skills/%E6%9C%AC%E7%A7%91%E7%94%9F%E8%AE%BA%E6%96%87%E9%98%85%E8%AF%BB%E7%AC%94%E8%AE%B0.html#六、需要图形化的数据" class="sidebar-link">六、需要图形化的数据</a><ul class="sidebar-sub-headers"></ul></li><li><a href="/SC_SRIM/03.Skills/%E6%9C%AC%E7%A7%91%E7%94%9F%E8%AE%BA%E6%96%87%E9%98%85%E8%AF%BB%E7%AC%94%E8%AE%B0.html#七、研究的内容" class="sidebar-link">七、研究的内容</a><ul class="sidebar-sub-headers"></ul></li></ul></div></li></ul> </div> <div class="page"> <div class="content"><h2 id="本科生论文阅读笔记"><a href="#本科生论文阅读笔记" class="header-anchor">#</a> 本科生论文阅读笔记</h2> <ul><li>Basic Plots 基础图</li> <li>DAMAGE  损伤模式？？ K-P和Full Cascade</li> <li>layer  层</li></ul> <p>运算完成后保存VACANCY. txt，RANGE.txt和TDATA.txt等实验数据文件。</p> <h2 id="一、软件使用的2种模式对比"><a href="#一、软件使用的2种模式对比" class="header-anchor">#</a> 一、软件使用的2种模式对比</h2> <p>SRIM程序包括两个不同的模式，即K-P模式和Full Cascade模式</p> <p>SRIM有两种运行模式，分别是<strong>Ion Distribution and Quick Calculation of Damage模式，简称K-P模式</strong></p> <p>Detailed Calculation with full Damage Cascade模式，简称Full Cascade模式</p> <ul><li><p>通过改变『原子序数』和『原子能量』，分别在两种模式下进行<strong>入射原子</strong>注入靶原子的模拟实验，对两种模式下得到的<code>VACANCY.txt</code>文件和<code>TDATA.txt</code>中的数据进行处理得到<strong>每原子移位次数</strong> (Displacement per atom,   dpa   )，通过<strong>origin</strong>软件绘制出图像，并尝试总结出两种模式之间<strong>定量</strong>或者<strong>半定量</strong>的关系。</p></li> <li><p><strong>靶原子</strong>选择<strong>Fe</strong>，位移起始<strong>能量</strong>设为<strong>40 eV</strong>，<strong>入射原子选择从H至Au</strong>，以及不同能量的H、Au、Si。系统分析了不同模式计算得到的dpa的比值随原子序数及能量的变化曲线及其中的变化规律并得到了相应的结论。</p></li></ul> <p>通过对比分析，最终得出结论：SRIM程序的『Full Cascade模式』和『K-P模式』之间的差异与<strong>原子序数</strong>有关，从总体趋势上来看，两种模式的差异随着原子序数的增加而增加；两种模式之间的差异与入射原子的能量无关，<strong>随着入射原子能量的增加，二者的差异没有产生明显变化。</strong></p> <table><thead><tr><th>『实验内容』</th> <th>K-P模式</th> <th>Full Cascade模式</th></tr></thead> <tbody><tr><td>中子辐照实验</td> <td>更加接近真实实验数据</td> <td></td></tr> <tr><td>应用</td> <td></td> <td>以前的大量离子辐照实验常用</td></tr> <tr><td>特点</td> <td><font size="2">『只考虑入射离子』在靶材料中的碰撞与运输过程。</font></td> <td></td></tr> <tr><td>场景</td> <td>在该模式下可以快速计算一定能量粒子打进靶材料中的<strong>深度</strong>,入射粒子在<strong>靶物质中的分布</strong>，粒子的<strong>电离效应能量损失</strong>，传递给移位原子的能量，<strong>背散射粒子数</strong>和<strong>穿透粒子数</strong>。</td> <td><strong>除了入射离子外，也考虑了各级移位原子的碰撞与运输</strong>。在该模式下可以计算入射粒子与靶原子的<strong>详细碰撞</strong>对靶材料的所有损伤。比如：溅射产额、入射粒子和反冲原子的能量损失详细情况。</td></tr></tbody></table> <p>SRIM是一种模拟运算并记录载能入射粒子在进入靶材料中时与靶材料原子发生相互作用时的<strong>移动路径</strong>、<strong>能量损失</strong>和<strong>射程分布</strong>的程序组</p> <p>SRIM程序模拟离子在靶中运动时，载能离子在靶材料中的作用主要分为两类：</p> <ul><li>第一种是与靶原子的<strong>核外电子</strong>发生<strong>非弹性碰撞</strong>，发生电子激发或<strong>电离</strong>，称为电子阻止过程；</li> <li>第二种是与靶原子的<strong>原子核</strong>发生<strong>弹性碰撞</strong>，使原子核脱离原位置产生<strong>空位</strong>[5]，称为核阻止过程。核阻止过程是被视为弹性碰撞的，<strong>核碰撞是模拟计算中需要反复进行计算的过程</strong>。</li></ul> <h2 id="二、软件的底层算法"><a href="#二、软件的底层算法" class="header-anchor">#</a> 二、软件的底层算法</h2> <p>与其它程序相比 ，SRIM的一个重大特点就是在保持足够的计算精度下<strong>简化了计算它的方法</strong>。</p> <p>将靶材料中<strong>各原子的位置</strong>和<strong>相互关联</strong>储存在计算机内，然后，按照离子运动与固体中的**基础理论（《材料固体物理学公式？》）**具体地计算离子的每一步运动直至运动的终止，这就是SRIM模拟的内容，它既具体地描述了离子运动的全过程，又可以大限度地帮助弄清与这种力学运动相关联的宏观现象的机理。</p> <p>在这一模拟过程中，SRIM有如下<strong>基本假设</strong>：</p> <p>（1）<strong>忽略</strong>固体的晶体结构效应对离子射程的影响，即靶是一种非晶靶。</p> <p>（2）在离子与靶原子碰撞过程中，认为靶原子在碰撞前后是近似不动的，即静态靶。</p> <p>（3）核阻止过程和电子阻止过程是相互独立的，且前者可以用二体碰撞理论来描述，而后者可以用电子阻止力来描述。</p> <p>（4）采用<strong>Boltzmann输运方程</strong>来描述离子在固体中的传输过程。（『比较核心的算法公式？』）</p> <h2 id="三、逆向该软件"><a href="#三、逆向该软件" class="header-anchor">#</a> 三、逆向该软件</h2> <ul><li>逆向该软件用的VB语言写的</li></ul> <h2 id="四、软件使用背景"><a href="#四、软件使用背景" class="header-anchor">#</a> 四、软件使用背景</h2> <ul><li><p><strong>反应堆</strong>中的材料都暴露在载能中子辐照下，其会造成材料微观结构的损伤和宏观力学性能的退化，因此必须研究具有很好的抗辐照损伤性能的材料来满足满足先进核能的发展。</p></li> <li><p>由于中子辐照的时间长、费用高、辐照后的<strong>样品</strong>存在<strong>放射性的问题</strong>，因此在研究材料辐照损伤的过程中，更多的是利用<strong>载能离子</strong>辐照来<strong>模拟</strong>反应堆中子辐照的过程，而SRIM则是计算载能离子在靶材料内造成移位损伤的程度和载能离子沉积分布最常用的工具软件。</p></li> <li><p>由于Full Cascade模式和K-P模式计算原理上的差别，<strong>一般认为</strong>Full Cascade对离子和材料相互作用过程中不同参数的计算更加精确。**（我也是这么认为的，毕竟考虑的参数更加多）**过去在离子注入实验、离子辐照实验以及中子辐照实验中，一般都会利用Full Cascade模式来进行计算。</p></li> <li><p>后来美国橡树岭国家实验室的Roger Stoller等人指出，在利用离子辐照模拟反应堆中子辐照的过程中，K-P模式的模拟实验结果比Full Cascade模式的实验结果更加接近中子辐照的实验数据**（这就比较坑，怎么和实验结果距离这么远？？**），Full Cascade模式的结果偏差较大。</p></li></ul> <h2 id="五、我们的实验需要获得的参数"><a href="#五、我们的实验需要获得的参数" class="header-anchor">#</a> 五、我们的实验需要获得的参数</h2> <p>Dpa (Displacements per atom)称为每原子位移次数，它是在<strong>材料辐照损伤研究领域</strong>广泛使用的用于<strong>定量</strong>描述不同辐照条件产生的<strong>辐照损伤状态</strong>的参数，表示<strong>晶格上的原子</strong>被入射的载能离子撞击<strong>离开其初始位置</strong>的次数。</p> <h2 id="六、需要图形化的数据"><a href="#六、需要图形化的数据" class="header-anchor">#</a> 六、需要图形化的数据</h2> <p>对两种模式下得到的</p> <p><code>VACANCY.txt</code>文件</p> <p>和<code>TDATA.txt</code></p> <p>中的数据进行处理得到<strong>每原子移位次数</strong> (Displacement per atom,   dpa   )，通过<strong>origin</strong>软件绘制出图像，并尝试总结出两种模式之间<strong>定量</strong>或者<strong>半定量</strong>的关系。</p> <h2 id="七、研究的内容"><a href="#七、研究的内容" class="header-anchor">#</a> 七、研究的内容</h2></div> <div class="page-edit"><!----> <!----></div> <!----> </div> <!----></div></div>
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